Question

2-丁烯是一种重要的有机化工原料。回答下列问题：

（1）已知2-丁烯有顺、反两种同分异构体，可表示为顺、反。一定条件下，它们分别发生加成反应的热化学方程式为：

①顺：

。

②反：

相同条件下，两种气体之间存在如下转化：

该反应的△H=________。下列叙述中，能表明该反应已达到平衡状态的是________（填序号）。

a．顺－C₄H₈的含量保持不变

b．混合气体的平均摩尔质量保持不变

c．混合气体中碳的质量分数保持不变

达到平衡后，若要进一步提高体系中反－C₄H₈的含量，可采取的措施是___________________________。

（2）2-丁烯与氯气反应时，一般用镍作催化剂。镍具有优良的物理和化学特性，是许多领域尤其是高科技产业的重要原料。

①羰基法提纯粗镍涉及的两步反应依次为：

Ⅰ．Ni(s)＋4CO(g) Ni(CO)₄(g)   △H<0             

Ⅱ．Ni(CO)₄(g) Ni(s)＋4CO(g) 

则下图中能反映出羰基法提纯粗镍过程中能量变化的是________。

②一定条件下，在2L密闭容器中制备Ni(CO)₄，粗镍（所含杂质不与CO反应）剩余质量和反应时间的关系如图所示。Ni(CO)₄在0～10min的平均反应速率为________mol/(L·min)。

③若反应Ⅱ达到平衡后，保持其他条件不变，降低温度，重新达到平衡时________（填序号）。

a．平衡常数K增大        b．CO的浓度减小        c．v_逆[Ni(CO)₄]增大

④设计简单实验方案用羰基法提纯粗镍：将粗镍粉末装入玻璃管一端，抽真空后充入CO并封管，______________________________________________________________________。

Answer

降低温度 a 0.0475 b 控制温度在50℃，一段时间后在玻璃管的另一端加热至230℃，即可在该端获得纯净的镍

【解析】

（1）将方程式①-②得目标方程式，焓变进行相应的改变；可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变；若要进一步提高体系中反C4H8的含量可以采用降低温度的方法；

（2）①反应I放出热量，说明反应物总能量大于生成物总能量；反应II应该吸收热量，则反应物总能量小于生成物总能量；

②随反应进行，粗镍减少的质量即为参加反应①消耗的镍的质量， 1-10min内粗镍质量减少100g-41g=59g；在0～10min，生成Ni的物质的量==0.95mol，v=；

③若反应Ⅱ达到平衡后，保持其他条件不变，降低温度，正逆反应速率都减小，平衡逆向移动；

④50℃Ni反应生成Ni（CO）4，230℃时Ni（CO）4分解生成Ni，通过改变温度设计实验。

（1）根据盖斯定律，由①－②可得：

△H=（-119.8kJ/mol）-（-112.7kJ/mol）=-6.2kJ/mol；

a．顺-C4H8的含量保待不变时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故正确；

b．无论反应是否达到平衡状态，混合气体的平均摩尔质量始终保持不变，不能据此判断平衡状态，故错误；

c．无论反应是否达到平衡状态，混合气体中碳的质量分数始终保持不变，不能据此判断平衡状态，故错误；

故选a；

该反应的正反应是放热反应，若要进一步提高体系中反C4H8的含量可以采用降低温度的方法；

故答案为-6.2kJ•mol-1；a；降低温度；

（2）①第一步反应放热，根据盖斯定律，知第二步反应为吸热反应，两步反应互为逆反应，吸收和放出的热量相等，故起始状态和最终状态物质的总能量相等，只有a符合题意；

②；

故答案为0.0475；

③反应Ⅱ为吸热反应，降低温度，化学反应速率减小，平衡左移，化学平衡常数减小，CO的浓度减小；故选b；

④控制温度在50℃，一段时间后在玻璃管的另一端加热至230℃，即可在该端获得纯净的镍。

故答案为控制温度在50℃，一段时间后在玻璃管的另一端加热至230℃，即可在该端获得纯净的镍。